Подготовка поверхности перед порошковой покраской
Чтобы получить долговечную и качественную покраску, необходимо уделять большое внимание подготовке окрашиваемой поверхности. Порошковыми материалами могут быть окрашены различные металлические детали (из металла, алюминия и других цветных металлов), изделия из стекла и керамики, даже из дерева. Антикоррозионная защита и достаточная сцепляемость с поверхностью могут быть обеспечены лишь при тщательной очистке окрашиваемой поверхности. При выборе метода и средств подготовки поверхности необходимо обращать внимание на:
1. материал окрашиваемой поверхности;
2. вид и степень загрязнения;
3. условия и сроки эксплуатации изделия.
Подготовка поверхности под окраску может состоять из различных операций, таких как удаление окалины и коррозии, обезжиривание (промывка), фосфатирование, пассивирование, хроматирование (оксидирование), травление. Окрашивать изделия, имеющие на поверхности окалину, ржавчину, масляные или другие загрязнения недопустимо. Сцепление порошкового покрытия с поверхностью будет плохое; оставшаяся на поверхности коррозия будет развиваться и под лакокрасочной пленкой, что приведет в дальнейшем к отслаиванию покрытия. Весь комплекс оборудования для порошковой покраски, а так же оборудование для подготовки поверхности компания Ардтехно готова спроектировать и изготовить под ваши производственные нужды.
Механическая очистка поверхности.
В результате механической очистки с поверхности удаляются окалина, ржавчина и другие твердые загрязнения. К механической очистке можно отнести:
1. Ручную очистку. При этом способе используется шлифовальная шкурка различной зернистости, щетки металлические, ручной электро- или пневмоинструмент с насадками. Это достаточно простой способ, но трудоемкий, к тому же очень низка эффективность очистки изделий сложной конфигурации. Нужно отметить, что очистные работы должны проводиться в отдельном помещении.
2. Пескоструйную или дробеструйную очистку. Это способ очистки поверхности под действием кварцевого песка или металлической дроби. Для этой цели могут быть использованы как стационарные, так и передвижные установки. Данный способ очень эффективен, но его можно применять для простых толстостенных изделий. Разновидностью этого метода является гидроабразивная очистка, когда песок вместе с водой подается под давлением на обрабатываемую поверхность. Промежуток времени между механической подготовкой поверхности и окраской во избежание образования вторичной коррозии не более 6 часов. После механической обработки, а особенно после дробеструйной очистки нежелательна протирка поверхности окрашиваемого изделия ветошью. Это может привести в дальнейшем при окраске к образованию такого дефекта как сорность.
Химическая очистка поверхности.
Самый простой способ химической очистки поверхности – обезжиривание. При этом с поверхности удаляются масляные и жировые загрязнения.
В зависимости от используемых для обезжиривания реагентов можно выделить:
А. Обезжиривание органическими растворителями. В данном случае используются такие растворители, как уайт-спирит ГОСТ3134-78, более летучий нефрас С4-150/200, хлорированные углеводороды, бензин БР-01. Это самый простой способ обезжиривания. Данные растворители хорошо растворяют масляные и жировые загрязнения, остатки растворителя быстро испаряются с поверхности полностью. К недостаткам данного метода можно отнести пожароопасность (температура вспышки 43град. С) и токсичность растворителей, утилизацию отходов. Чаще всего поверхность обрабатывают ручным способом (протиркой х/б ветошью, салфеткой, кистью, щеткой, смоченной растворителем). Но возможно обработка и в ванне, заполненной растворителем. Хотя это опасно.
Б. Обезжиривание (промывка) моющими средствами. В основном это технические моющие средства щелочного характера на водной основе типа КМ промышленного изготовления. В их состав входят ингибиторы коррозии, щелочные соединения, ПАВ, умягчители воды, пассиваторы и т.д. Эти средства выпускаются в виде концентратов или в виде порошка, который разбавляется водой до нужной концентрации. При воздействии данных растворов происходит омыление, эмульгирование и преобразование жировых загрязнений. Эффективность возрастает при увеличении температуры моющего раствора до 50 – 60град.С, а также при механическом воздействии раствора, например при перемешивании. Обработку проводят в моечных машинах, ваннах, в струйных агрегатах. Выбирая моющее средство, необходимо учитывать тип окрашиваемого металла и способ обезжиривания поверхности. Это очень эффективный, экономичный и относительно безопасный способ. К недостаткам можно отнести повышенную температуру обработки, необходимость постоянной корректировки и перемешивания данных растворов, обязательная последующая промывка и сушка изделий, наличие специального оборудования и очистных сооружений (слив в канализацию разрешен при РН = 8,5), больших площадей.
В настоящее время потребителям предлагается большое количество биоразлагаемых малотоксичных и эффективных обезжиривающих средств. Вот некоторые из них: «пента», «деталан», «тимус», «апейрон», «кризал» и т.д. В основном это водные растворы ПАВ.
К химическому способу очистки можно отнести пароводоструйное обезжиривание. В данном случае обработка проводится струей горячего моющего раствора под давлением (~ 8атм ). Для этой цели служит установка передвижного типа автомобильных моек Kercher.
В. Травление. Это метод удаления окалины и ржавчины с обрабатываемой поверхности металла. В зависимости от типа металла травление осуществляется кислотами (серной, азотной, соляной или ортофосфорной) или щелочью с добавлением ингибиторов коррозии. Травление проводят после обезжиривания в ваннах, выполненных из кислотоупорных материалов. Повышение температуры до 60град.С значительно улучшает процесс травления. Недостатками этого метода является повышенная токсичность, обязательная последующая промывка водой и пассивирование металлической поверхности (часто для этого используют растворы оксида хрома), обезвреживание стоков.
Термическая очистка поверхности.
Этот способ заключается в сжигании масляных загрязнений при температуре выше 500град.С. При этом происходит испарение масла.
К подготовке металлической поверхности под окраску можно отнести также процесс нанесения конверсионных покрытий. Это делается с целью улучшить адгезию и защитные свойства лакокрасочных покрытий. В большей степени это актуально для изделий, эксплуатирующихся на открытом воздухе, при постоянном воздействии влаги или агрессивной среды. Чаще всего проводится Фосфатирование (для оцинкованных и различных стальных поверхностей ), а так же хроматирование (для цветных металлов и алюминия ).
Фосфатирование может быть 2-х типов.
1. Кристаллическое или цинкфосфатирование. В этом случае процесс проводят солями ортофосфорной кислоты, в частности Zn. Промышленность выпускает достаточно фосфатирующих концентратов марки КФ для обработки изделий струйным методом, окунанием, для корректировки фосфатирующих растворов. Растворы приготавливаются с использованием деминирализованной воды. К недостаткам данного метода относится повышенное шламообразование, обязательное перемешивание раствора, постоянная корректировка раствора, а значит контроль, тщательная промывка деминирализованной водой, обдув горячим воздухом (температура воздуха 100 – 110град.С ) и желательно пассивирование поверхности. Пассивирование проводится оксидом или диоксидом хрома. При этом образуется защитная окисная пленка в порах фосфатной пленки. Соединения хрома очень токсичны. Можно пассивировать раствором нитрита натрия. Данный способ фосфатирования позволяет получить более толстый и соответственно надежный фосфатный слой.
2. Аморфное или железофосфатирование. Это наиболее простой способ. Особенность этого процесса – то, что непосредственно поверхностный слой металла реагирует с фосфатирующим раствором. Металл берется непосредственно с металлической поверхности. Наша промышленность выпускает несколько составов для аморфного фосфатирования марки КФА. Одной из разновидностей аморфного фосфатирования является процесс одновременного обезжиривания и фосфатирования. Имеются даже составы для пароструйной обработки КФА-9, КФА-5. Процесс можно проводить в ваннах или струйных многосекционных агрегатах, называемых агрегатами «бондеризации». Это сложный процесс, требующий достаточно производственных площадей, очистных сооружений. В данном случае получается фосфатный слой меньшей толщины (при этом снижаются защитные свойства). В настоящее время появились составы для ручного фосфатирования СФ-1, КЖАФ, ДЕКОРДАЛ.
Отдельно нужно остановиться на обработке алюминия. Алюминий – очень капризный металл. Окисная пленка, находящаяся на поверхности, может привести к тому, что адгезия лакокрасочного покрытия к поверхности будет низкая. А это недопустимо. Поэтому окисную пленку желательно удалить. Для этого алюминий можно обрабатывать травлением (в щелочных или кислых растворах ). Для повышения качества адгезии , а также защитных свойств детали из алюминия можно оксидировать или хроматировать. Полученные пленки обладают высокой прочностью. Отечественная промышленность выпускает несколько составов для хроматирования алюминия «Алькон». Процесс проводится при температуре 20-40град С распылением или окунанием. Толщина окисной пленки не более 1мкм. Более толстые покрытия получают методом электрохимического оксидирования. К недостаткам данного метода можно отнести обязательное удаление хрома после промывки, постоянная корректировка растворов.
Подготовка поверхности как часть участка порошковой покраски
Качество подготовки поверхности напрямую влияет на результат последующих этапов порошковой окраски. После очистки и обработки изделие поступает в камеру порошковой покраски, где наносится порошковый материал, а затем — в печь полимеризации для формирования готового покрытия.
При проектировании промышленного участка порошковой покраски способ подготовки поверхности подбирается с учётом материала изделий, типа загрязнений, производительности и требований к готовому покрытию.
Компания «Ардтехно» проектирует комплексные решения для порошковой окраски, включая оборудование подготовки поверхности, камеры напыления, печи полимеризации, системы рекуперации и транспортное оборудование.